一種變頻器pfc電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及變頻器功率因數(shù)校正領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻器PFC電路。包括PFC輸入端、PFC輸出端、以及設(shè)置在所述PFC輸入端和所述PFC輸出端之間的PFC調(diào)整電路；其特征在于：所述PFC輸入端用于連接變頻器的輸入端，所述PFC輸出端用于連接所述變頻器的輸出端；所述PFC調(diào)整電路包括交流檢測單元、PFC調(diào)整單元、電流檢測單元、控制單元；所述交流檢測單元檢測所述變頻器的電源并傳輸至所述控制單元，所述電流檢測單元檢測所述變頻器的電流并傳輸至所述控制單元，所述控制單元根據(jù)來自所述交流檢測單元和所述電流檢測單元的檢測結(jié)果，調(diào)整輸出至所述PFC調(diào)整單元的控制信號，以使得所述PFC調(diào)整單元調(diào)整所述變頻器的電流的相位與所述變頻器的電源的相位一致。
【專利說明】
一種變頻器PFC電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及變頻器功率因數(shù)校正領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻器PFC電路。
【背景技術(shù)】
[0002]功率因數(shù)是衡量電器設(shè)備的一項重要指標(biāo)，功率因數(shù)低的電器設(shè)備，不僅不利于電網(wǎng)傳輸功率的充分利用，而且往往這些電器設(shè)備的輸入電流諧波含量較高，而較高的諧波會沿輸電線路產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾，影響其他用電設(shè)備的安全經(jīng)濟運行。對于發(fā)電機和變壓器產(chǎn)生附加功率損耗，對繼電器、自動保護裝置、電子計算機及通訊設(shè)備產(chǎn)生干擾而造成誤動作或計算誤差。因此，防止和減小電流諧波對電網(wǎng)的污染，抑制電磁干擾，已成為全球性普遍關(guān)注的問題。
[0003]隨著減小諧波標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用，更多的電源設(shè)計結(jié)合了功率因數(shù)校正(PFC)功能。如圖1，在變頻器的整流模塊和濾波模塊之間串聯(lián)一個PFC電路(功率因數(shù)校正電路)。通過PFC電路對電源進行調(diào)整，使得電源的電流和電壓的相位一致，以減少功率的失，提高整個驅(qū)動系統(tǒng)的功率因數(shù)。但是該PFC電路的安裝，需要將原來變頻器的整流模塊和濾波模塊之間的連接斷開，再將PFC電路的輸入端與整流模塊的輸出端連接，將PFC電路的輸出端與濾波模塊的輸入端連接。PFC電路的安裝程序復(fù)雜，將變頻器原有的電路斷開再進行連接，容易對變頻器造成損害，降低了生產(chǎn)效率、增加了次品率、無形中增加了生產(chǎn)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供一種變頻器PFC電路。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]—種變頻器PFC電路，包括PFC輸入端、PFC輸出端、以及設(shè)置在所述PFC輸入端和所述PFC輸出端之間的PFC調(diào)整電路;其特征在于:所述PFC輸入端用于連接變頻器的輸入端，所述PFC輸出端用于連接所述變頻器的輸出端;所述PFC調(diào)整電路包括交流檢測單元、PFC調(diào)整單元、電流檢測單元、控制單元;所述交流檢測單元檢測所述變頻器的電源并傳輸至所述控制單元，所述電流檢測單元檢測所述變頻器的電流并傳輸至所述控制單元，所述控制單元根據(jù)來自所述交流檢測單元和所述電流檢測單元的檢測結(jié)果，調(diào)整輸出至所述PFC調(diào)整單元的控制信號，以使得所述PFC調(diào)整單元調(diào)整所述變頻器的電流的相位與所述變頻器的電源的相位一致。
[0006]作為優(yōu)選，所述交流檢測單元包括第一采樣電阻，所述第一采樣電阻連接所述PFC輸入端口，所述第一采樣電阻連接所述控制單元的第一輸入引腳，所述第一采樣電阻采集所述變頻器的電源并通過所述第一輸入引腳傳輸至所述控制單元。
[0007]作為優(yōu)選，所述PFC調(diào)整單元包括整流橋、濾波電容、PFC電感和晶體管;所述整流橋的輸入端連接所述PFC輸入端;所述濾波電容的一端連接所述整流橋的第一輸出端，所述濾波電容的另一端連接所述整流橋的第二輸出端;所述濾波電容的一端連接所述PFC電感，所述濾波電容的另一端連接所述晶體管的集電極，所述PFC電感的另一端連接所述晶體管開關(guān)的發(fā)射極，所述晶體管的門極連接通過單向二極管連接至所述控制單元的第一輸出引腳，所述二極管的導(dǎo)通方向沿所述門極指向所述控制單元;所述控制單元通過所述第一輸出引腳輸出高/低電平信號控制所述晶體管的通斷，從而使得所述變頻器的電流的相位與所述變頻器的電源的相位一致。
[0008]作為優(yōu)選，所述電流檢測單元包括第一運算放大器;所述運算放大器的負(fù)輸入端連接所述控制單元的第二輸出引腳，所述運算放大器的正輸入端連接所述晶體管的集電極，所述運算放大器的輸出端分別通過第三采樣電阻和第四采樣電阻連接至所述控制單元的第二輸入引腳和第三輸入引腳;所述控制單元根據(jù)由所述第二輸入引腳輸入的信號控制由所述第二輸出引腳輸出至所述第一運算放大器的參考信號;所述控制單元根據(jù)由所述第三輸入引腳輸入的信號控制所述第一輸出引腳輸出至所述晶體管的門極的控制信號。
[0009]作為優(yōu)選，還包括直流檢測單元和繼電保護單元;所述直流檢測單元檢測所述變頻器的直流信號并傳輸至所述控制單元，所述繼電保護單元連接所述PFC輸入端，所述繼電保護單元連接所述控制單元，所述控制單元根據(jù)所述直流檢測單元的檢測結(jié)果，控制所述繼電保護單元的通斷。
[0010]作為優(yōu)選，所述直流檢測單元包括第五采樣電阻、以及第二運算放大器，所述第二運算放大器的負(fù)輸入端通過所述第五采樣電阻連接所述變頻器的輸出端，所述第二運算放大器的正輸入端輸入?yún)⒖茧娏?，所述第二運算放大器的輸出端連接所述控制單元的第四輸入引腳。
[0011]作為優(yōu)選，所述繼電保護單元包括三極管和繼電器，所述三極管的發(fā)射極接地，所述三極管的門極連接所述控制單元的第三輸出引腳，所述三極管的集電極連接所述繼電器的控制端，所述控制單元根據(jù)由所述第四輸入引腳輸入的第二運算放大器的比較結(jié)果，控制經(jīng)所述第三輸出引腳輸出至所述繼電器控制端的信號，從而控制所述繼電器的連通或者斷開。
[0012]作為優(yōu)選，所述晶體管為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。所述絕緣柵雙極型晶體管兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。具有驅(qū)動功率小同時飽和壓降低的優(yōu)點。
[0013]所述變頻器PFC電路通過調(diào)整所述變頻器的電流相位與所述變頻器的電源相位的一致，減少電路的功率損害，從而提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。所述直流檢測單元在所述變頻器PFC電路開啟工作前檢測所述變頻器的工作狀態(tài)，判斷所述變頻器工作是否正常，在確定所述變頻器工作正常以后通過所述控制單元啟動PFC調(diào)整單元開始工作。防止所述PFC調(diào)整單元在所述變頻器工作狀態(tài)異常時，接入所述變頻器以后被破壞或燒毀。
[0014]變頻器PFC電路與變頻器并聯(lián)，使得變頻器PFC電路的安裝并不需要破壞變頻器原有的電路連接。簡化了安裝的難度、提高了安裝效率，減少了安裝功率因數(shù)校正裝置的過程中驅(qū)動裝置被破壞的風(fēng)險，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)的次品率，節(jié)省了成本。
【附圖說明】
[0015]圖1為原有的變頻器PFC電路系統(tǒng)。
[0016]圖2本發(fā)明的變頻器PFC電路系統(tǒng)。
[0017]圖3實施例二的變頻器PFC電路原理圖。
[0018]圖4實施例二的變頻器PFC電路控制單元引腳信號圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細描述。
[0020]實施例一
[0021 ] 如圖3，一種變頻器PFC電路，包括PFC輸入端X5、X6，PFC輸出端X4、X8，以及設(shè)置在PFC輸入端和PFC輸出端之間的PFC調(diào)整電路。PFC輸入端用于連接變頻器的輸入端，PFC輸出端用于連接變頻器的輸出端。PFC調(diào)整電路包括交流檢測單元、PFC調(diào)整單元、電流檢測單元和控制單元。交流檢測單元檢測變頻器的電源并傳輸至控制單元，電流檢測單元檢測變頻器的電流并傳輸至控制單元，控制單元根據(jù)來自交流檢測單元和電流檢測單元的檢測結(jié)果，調(diào)整輸出至PFC調(diào)整單元的控制信號，以使得PFC調(diào)整單元調(diào)整變頻器的電流的相位與變頻器的電源的相位一致。
[0022 ] 交流檢測單元包括第一采樣電阻R4、Rl 2、R26、R30、R25、R27，第一采樣電阻R4的一端連接PFC輸入端口 X5，第一采樣電阻R4的另一端連接第一采樣電阻R12的一端，第一采樣電阻R12的另一端連接第一采樣電阻R26，第一采樣電阻R26的另一端連接第一采樣電阻R30，第一采樣電阻R25的一端連接第一采樣電阻R26、R12，第一采樣電阻R25的另一端接地，第一采樣電阻R27的一端連接第一采樣電阻R26、R12和R25，第一采樣電阻R27的另一端連接控制單元的第一輸入引腳28，第一采樣電阻采集變頻器的電源并通過第一輸入引腳28傳輸至控制單元。
[0023]PFC調(diào)整單元包括整流橋D3、濾波電容C2、PFC電感(未示出)和晶體管Q1。整流橋D3的輸入端連接PFC輸入端X5、X6。濾波電容C2的一端連接整流橋D3的第一輸出端X2，濾波電容C2的另一端連接整流橋D3的第二輸出端，與整流橋D3的第二輸出端一同接地。濾波電容C2的一端連接PFC電感的一端X2，濾波電容C2的接地端連接晶體管Ql的集電極，PFC電感的另一端X3連接晶體管Ql的發(fā)射極，晶體管Ql的門極通過單向二極管D2連接至控制單元的第一輸出引腳18，二極管D2的導(dǎo)通方向沿門極指向控制單元?？刂茊卧ㄟ^第一輸出引腳18輸出高/低電平信號控制晶體管Ql的通斷，從而使得變頻器的電流的相位與變頻器的電源的相位一致。
[0024]電流檢測單元包括第一運算放大器IC2A。運算放大器IC2A的負(fù)輸入端連接控制單元的第二輸出引腳8，運算放大器的正輸入端連接晶體管Ql的集電極，運算放大器IC2A的輸出端分別通過第三采樣電阻R22和第四采樣電阻R28連接至控制單元的第二輸入引腳13和第三輸入引腳19?？刂茊卧鶕?jù)由第二輸入引腳13輸入的信號控制由第二輸出引腳8輸出至第一運算放大器IC2A的參考信號?？刂茊卧鶕?jù)由第三輸入引腳19輸入的信號控制第一輸出引腳18輸出至晶體管Ql的門極的控制信號。
[0025]實施例二
[0026]為了防止PFC調(diào)整單元在變頻器工作狀態(tài)異常時，接入變頻器以后被破壞或燒毀。本實施例的變頻器PFC電路還包括直流檢測單元和繼電保護單元;直流檢測單元檢測變頻器的直流信號并傳輸至控制單元，繼電保護單元連接PFC輸入端，繼電保護單元連接控制單元，控制單元根據(jù)直流檢測單元的檢測結(jié)果，控制繼電保護單元的通斷。
[0027]直流檢測單元包括第五采樣電阻R2、R8、R18、R11，以及第二運算放大器IC2B。第五采樣電阻R2的一端連接電源VCC，第五采樣電阻R2的另一端連接第五采樣電阻R8，第一采樣電阻R8的另一端接地，第五采樣電阻Rll的一端連接第五采樣電阻R18和R8，第五采樣電阻Rll的另一端連接第二運算放大器IC2B的負(fù)輸入端，第二運算放大器IC2B的正輸入端輸入?yún)⒖茧娏?，第二運算放大器IC2B的輸出端連接控制單元的第四輸入引腳27。
[0028]繼電保護單元包括三極管Q2和繼電器34，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的門極連接控制單元的第三輸出引腳12，三極管Q2的集電極連接繼電器的控制端KI，控制單元根據(jù)由第四輸入引腳27輸入的第二運算放大器Q27的比較結(jié)果，控制經(jīng)第三輸出引腳12輸出至繼電器34控制端Kl的信號，從而控制繼電器34的連通或者斷開，控制對PFC調(diào)整電路開啟工作或者停止工作。
[0029]上述實施例中的晶體管Ql最好為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。絕緣柵雙極型晶體管兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點。具有驅(qū)動功率小同時飽和壓降低的優(yōu)點。
[0030]變頻器PFC電路通過調(diào)整變頻器的電流相位與變頻器的電源相位的一致，減少電路的功率損害，從而提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)。直流檢測單元在變頻器PFC電路開啟工作前檢測變頻器的工作狀態(tài)，判斷變頻器工作是否正常，在確定變頻器工作正常以后通過控制單元啟動PFC調(diào)整單元開始工作。防止PFC調(diào)整單元在變頻器工作狀態(tài)異常時，接入變頻器以后被破壞或燒毀。
[0031 ]變頻器PFC電路與變頻器并聯(lián)，使得變頻器PFC電路的安裝并不需要破壞變頻器原有的電路連接。簡化了安裝的難度、提高了安裝效率，減少了安裝功率因數(shù)校正裝置的過程中驅(qū)動裝置被破壞的風(fēng)險，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低了生產(chǎn)的次品率，節(jié)省了成本。
[0032]雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
【主權(quán)項】
1.一種變頻器PFC電路，包括PFC輸入端、PFC輸出端、以及設(shè)置在所述PFC輸入端和所述PFC輸出端之間的PFC調(diào)整電路;其特征在于:所述PFC輸入端用于連接變頻器的輸入端，所述PFC輸出端用于連接所述變頻器的輸出端;所述PFC調(diào)整電路包括交流檢測單元、PFC調(diào)整單元、電流檢測單元、控制單元;所述交流檢測單元檢測所述變頻器的電源并傳輸至所述控制單元，所述電流檢測單元檢測所述變頻器的電流并傳輸至所述控制單元，所述控制單元根據(jù)來自所述交流檢測單元和所述電流檢測單元的檢測結(jié)果，調(diào)整輸出至所述PFC調(diào)整單元的控制信號，以使得所述PFC調(diào)整單元調(diào)整所述變頻器的電流的相位與所述變頻器的電源的相位一致。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述交流檢測單元包括第一采樣電阻，所述第一采樣電阻連接所述PFC輸入端口，所述第一采樣電阻連接所述控制單元的第一輸入引腳，所述第一采樣電阻采集所述變頻器的電源并通過所述第一輸入引腳傳輸至所述控制單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述PFC調(diào)整單元包括整流橋、濾波電容、PFC電感和晶體管;所述整流橋的輸入端連接所述PFC輸入端;所述濾波電容的一端連接所述整流橋的第一輸出端，所述濾波電容的另一端連接所述整流橋的第二輸出端;所述濾波電容的一端連接所述PFC電感，所述濾波電容的另一端連接所述晶體管的集電極，所述PFC電感的另一端連接所述晶體管的發(fā)射極，所述晶體管的門極通過單向二極管連接至所述控制單元的第一輸出引腳，所述二極管的導(dǎo)通方向沿所述門極指向所述控制單元;所述控制單元通過所述第一輸出引腳輸出高/低電平信號控制所述晶體管的通斷，從而使得所述變頻器的電流的相位與所述變頻器的電源的相位一致。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述電流檢測單元包括第一運算放大器;所述運算放大器的負(fù)輸入端連接所述控制單元的第二輸出引腳，所述運算放大器的正輸入端連接所述晶體管的集電極，所述運算放大器的輸出端分別通過第三采樣電阻和第四采樣電阻連接至所述控制單元的第二輸入引腳和第三輸入引腳;所述控制單元根據(jù)由所述第二輸入引腳輸入的信號控制由所述第二輸出引腳輸出至所述第一運算放大器的參考信號;所述控制單元根據(jù)由所述第三輸入引腳輸入的信號控制所述第一輸出引腳輸出至所述晶體管的門極的控制信號。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:還包括直流檢測單元和繼電保護單元;所述直流檢測單元檢測所述變頻器的直流信號并傳輸至所述控制單元，所述繼電保護單元連接所述PFC輸入端，所述繼電保護單元連接所述控制單元，所述控制單元根據(jù)所述直流檢測單元的檢測結(jié)果，控制所述繼電保護單元的通斷。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述直流檢測單元包括第五采樣電阻、以及第二運算放大器，所述第二運算放大器的負(fù)輸入端通過所述第五采樣電阻連接所述變頻器的輸出端，所述第二運算放大器的正輸入端輸入?yún)⒖茧娏?，所述第二運算放大器的輸出端連接所述控制單元的第四輸入引腳。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述繼電保護單元包括三極管和繼電器，所述三極管的發(fā)射極接地，所述三極管的門極連接所述控制單元的第三輸出引腳，所述三極管的集電極連接所述繼電器的控制端，所述控制單元根據(jù)由所述第四輸入引腳輸入的第二運算放大器的比較結(jié)果，控制經(jīng)所述第三輸出引腳輸出至所述繼電器控制端的信號，從而控制所述繼電器的連通或者斷開。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變頻器PFC電路，其特征在于:所述晶體管為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。
【文檔編號】H02H7/125GK205490131SQ201620282668
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月7日
【發(fā)明人】鐘海洪
【申請人】湖州積微電子科技有限公司